- 庄煜帆;邹豫;罗军明;张剑平;
通过超声分散和球磨相结合的方法制备镀铜石墨烯增强Ti6Al4V(GNPs-Cu/Ti6Al4V)复合粉体,采用真空热压法制备了GNPs-Cu/Ti6Al4V复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计、万能试验机和摩擦磨损试验等研究了复合材料的相组成、微观结构、硬度、抗压强度和磨损性能。结果表明:当GNPs的添加量为0.8 mass%时,复合材料的力学性能最好,其显微硬度和抗压强度分别为575.2 HV0.1和2169.34 MPa,与Ti6Al4V基体相比,分别提高了21%和18.1%。GNPs-Cu/Ti6Al4V复合材料强化机制主要有GNPs强化、Ti_2Cu和TiC的第二相强化。复合材料磨损机制以磨粒磨损为主,同时伴随着粘着磨损。
2021年12期 v.42;No.258 11-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 21632K] [下载次数：326 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：251 ] - 陈翱;侯瑾睿;周孟;田保红;刘勇;
采用冷冻干燥和放电等离子烧结的方法制备了原位石墨烯掺杂氧化铈增强的0.5GO/CeO_2-Cu30Cr10W复合材料。在600～900℃的变形温度范围和0.001～1 s~(-1)应变速率条件下,利用Gleeble-1500D热模拟试验机对复合材料进行了等温压缩试验,利用光学显微镜和透射电镜分析了其微观组织,绘制了不同试验条件下的真应力-真应变曲线,基于双曲正弦模型构建了复合材料的本构方程。结果表明:复合材料的抗拉强度为386 MPa,导电率为63.8%IACS;在热变形过程中,复合材料的流变应力随着热变形温度的升高而减小,随着应变速率的增大而增加,呈现出热敏感性和正应变速率敏感性;铬颗粒被挤压成条状,大量的位错缠结成网状位错结构,复合材料的动态再结晶机制是不连续的动态再结晶。
2021年12期 v.42;No.258 19-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 9803K] [下载次数：115 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：241 ] - 马兆旺;何维均;陈泽军;
采用热轧复合法制备了T8/Q235多层钢板,并对其开展了不同温度和保温时间的轧后淬火处理,以调控其碳元素分布及组织特征。采用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪和三点弯曲试验等分析了T8/Q235多层钢板在不同状态时的微观组织和力学性能。结果表明:轧制复合态时,T8层主要由珠光体和铁素体组成,Q235层主要为铁素体,在T8/Q235界面处形成了梯度分布的组织。淬火处理后,T8层主要由马氏体组成,而Q235层随着淬火温度的升高或保温时间的延长,马氏体的比例逐渐增多。随淬火温度升高或保温时间延长,T8层中的碳含量降低,导致T8层硬度逐渐下降,而Q235层硬度先升高后降低。三点弯曲过程中,当预制缺口位于塑性较好的层时,能延缓弯曲过程中主裂纹的萌生与扩展。
2021年12期 v.42;No.258 27-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 29132K] [下载次数：308 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：297 ]
- 朱堂葵;杨伟;刘灵;
采用铜模喷铸制备了AZ91+0.75Ce快冷合金,研究了热处理温度及保温时间对合金非平衡组织热稳定性的影响。结果表明:铜模喷铸显著降低了镁合金的晶粒尺寸及二次枝晶间距,抑制了晶界β相形成并有效改善了Al-Ce稀土相形貌。经320℃时效处理后,快冷合金的晶界处优先形成不连续析出β相,其体积分数随时效时间的延长而增加,同时晶粒内部形成细小弥散的Al-Ce相。当时效温度升高到370℃时,快冷合金中初生α-Mg相形貌由枝晶转变为细小多边形,β相体积分数显著下降。由于Al-Ce析出相对高温晶粒生长的钉扎效应,快冷合金细晶组织的热稳定性得到提高。由于细晶强化和固溶强化的综合影响,快冷合金显微硬度为103 HV0.2,相比铸态合金提高了43%。经320℃时效处理8 h后,晶界的不连续析出β相及晶内连续析出的Al-Ce相导致合金硬度增加到129 HV0.2,相比原始快冷合金提高了25.2%。
2021年12期 v.42;No.258 36-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 20206K] [下载次数：146 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：241 ] - 何项项;林波;范滔;郑成坤;张卫文;
采用不同压力的挤压铸造方法制备了不同Fe含量的Al-7.1Zn-2.4Mg-2.1Cu合金,研究了Fe含量和压力对挤压铸造合金组织和力学性能的影响,并重点分析了合金的断裂行为。结果表明:铸态下,合金中富铁相为汉字状Al_6(CuFe),T4热处理后,富铁相Al_6(CuFe)部分转变为富铜的Al_7Cu_2Fe相。相比重力铸造合金,挤压铸造高铁含量Al-7.1Zn-2.4Mg-2.1Cu合金力学性能得到显著的提升,降低了富铁相的危害,这主要归因于压力作用下组织细化和铸造缺陷的减少。75 MPa压力下,含铁量为0.55 mass%的合金经T4热处理后的抗拉强度为464 MPa,屈服强度为325 MPa,伸长率为8.9%。
2021年12期 v.42;No.258 44-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 19722K] [下载次数：403 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：258 ] - 江茫;肖锎;刘伟;唐启东;徐进军;
采用扫描电镜、透射电镜、显微硬度仪和拉伸试验等研究了预拉伸以及蠕变时效处理对Al-Cu-Li-Sc合金的微观组织演变以及力学性能的影响。结果表明:时效前进行预拉伸处理能够促进合金中的T_1相和θ′相的析出,抑制δ′和σ(Al_5Cu_6Mg_2)相的析出,并能够减少晶界析出相数量和抑制无沉淀析出带(PFZ)的形成,从而提高合金强度。预拉伸处理后再进行蠕变时效处理能够进一步调控合金的时效析出行为,提升合金力学性能;合金的屈服强度、抗拉强度以及伸长率分别可达550 MPa、583 MPa以及14.1%。
2021年12期 v.42;No.258 53-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 13140K] [下载次数：241 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：310 ] - 黎诚;殷剑;金康;
采用光学显微镜、洛氏硬度仪、万能材料试验机和导电率测试仪等研究了时效处理对7022铝合金力学性能和导电率的影响。结果表明:经过470℃固溶处理420 min后的合金的显微硬度为71.3 HRB,导电率为28.0%IACS,抗拉强度为525.5 MPa,伸长率为11.25%;时效处理过程中,合金的显微硬度、抗拉强度和导电率随着时效时间的增加呈现先升高后降低的变化趋势,而伸长率则与它们呈相反的变化趋势。150℃时效14 h后合金的硬度和导电率分别为89.5 HRB和31.2%IACS,110℃时效10 h后抗拉强度达到峰值,为607.85 MPa。综合考虑7022合金的导电率与力学性能,其最佳热处理制度为470℃固溶420 min+150℃时效14 h,此时合金的硬度值为89.5 HRB,导电率为31.2%IACS,抗拉强度为595.73 MPa,合金力学性能和导电率的变化为时效时间和时效温度综合作用的结果。
2021年12期 v.42;No.258 61-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 3697K] [下载次数：435 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：318 ] - 李永奎;齐海东;路林;张钧;
通过热膨胀方法研究了TA15钛合金连续冷却相转变规律。结果表明:冷却速率为3 K/s和30 K/s是TA15钛合金的两个临界冷却速率,低于3 K/s时,冷却过程发生β→α转变,合金的室温组织为α+β集束组织;冷却速率在3～30 K/s之间时,发生β→α+α′转变,室温组织为针状α+β与α′的混合组织;超过30 K/s冷速条件下,室温组织全部为α′相。与差示扫描量热法测量结果比较,热膨胀方法所测得的相转变温度稍向低温区延伸,该方法适用于相变前后体积变化较为明显的材料。
2021年12期 v.42;No.258 69-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 8237K] [下载次数：414 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：278 ]
- 利成宁;段然;邸新杰;王东坡;
由于传统超高强钢高的碳含量导致其焊接性严重恶化,低碳含量的含Cu超高强钢因具有优异的焊接性而受到广泛关注,在高载荷焊接结构中具有较好的应用前景。为了获得更为优异的强韧性,将铁素体低碳纳米富Cu超高强钢的基体组织优化为板条贝氏体,分析了优化后试验钢的微观组织及纳米富Cu析出相晶体结构的特征,并基于常温拉伸试验及示波冲击试验探究了试验钢的强韧化机制。结果表明:该板条贝氏体低碳纳米富Cu析出强化超高强钢的强韧性能匹配优异,其屈服强度为1334 MPa,-40℃冲击吸收能量为63.5 J。该试验钢贝氏体基体中含有大量1～5 nm尺寸的B_2型富Cu析出相。纳米富Cu相的析出强化是主要强化的机制,对屈服强度的贡献约700 MPa;而且细小的晶粒尺寸(3.11μm)、较高的位错密度(8.2×10~(13) m~(-2))也有效地提高了试验钢的屈服强度,细晶强化和位错强化增量分别约305和215 MPa。试验钢中的贝氏体板条束亚结构对裂纹扩展起到阻碍作用,使其在提高强度的同时仍具有良好的冲击韧性。
2021年12期 v.42;No.258 76-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 10948K] [下载次数：521 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：245 ] - 周峰;曹羽鑫;万响亮;
冶炼了不含La和含0.016 mass%La的两组钢,分别在Gleeb3800热模拟机上进行100 kJ·cm~(-1)线能量的焊接热模拟,并采用光学显微镜、场发射扫描电镜和透射电镜等观察了试验钢中粗晶热影响区的夹杂物和析出物特征、组织及断口形貌,分析了稀土La的添加对试验钢粗晶热影响区-20℃夏比冲击韧性的影响。结果表明:在钢中添加0.016 mass%La后,Mg-Al氧化物外附一层(Mn, Ca)S或TiN的复合夹杂物被改性为La_2O_2S和La_xS_y,且夹杂物数量增多,尺寸减小,为针状铁素体的形成提供了更多的形核质点,导致在含0.016 mass%La试验钢中形成了较多的针状铁素体。同时,更加细小弥散的(Ti, Nb)(C, N)析出物在含0.016 mass%La试验钢中形成,在焊接热循环过程中可有效钉扎奥氏体晶界,有助于细化晶粒。此外,M-A岛的体积分数在含0.016 mass%La试验钢中也更少。这些结果使得含0.016 mass%La的试验钢的粗晶热影响区的低温韧性更好。
2021年12期 v.42;No.258 84-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 14431K] [下载次数：404 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：284 ] - 张梦远;龙木军;左小坦;钱亮;张亚兵;黄雁;陈登福;
利用建立的淬火-自回火过程传热模型开展了铸坯表面淬火试验研究,分析了淬火后铸坯表层组织的演变规律以及相应组织的形成条件。结果表明:表面淬火可以有效消除铸坯表层组织中的膜状铁素体,形成一定的淬透深度。在40～60 s的淬火时间内,淬透深度从8 mm提高到10 mm;在60～100 s的淬火时间内,淬透深度基本保持在10 mm左右。在显微组织分析的基础上,结合铸坯表层区域传热分析,给出了低碳含硼钢的两种在线表面淬火工艺方案,其预期表层组织分别为贝氏体(弱冷方案)与回火索氏体(强冷方案)。对于弱冷方案,淬透深度为4～5 mm;对于强冷方案,淬透深度可达到10 mm左右。
2021年12期 v.42;No.258 93-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 13867K] [下载次数：332 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：290 ] - 黄曼丽;李志超;武会宾;宁博;刘金旭;
首先采用"正火轧制"和"热轧+正火"工艺对Q460低合金高强钢进行了处理,随后利用扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术对试验钢经不同工艺处理后不同层面的显微组织和微观取向进行了研究。结果表明:典型层面微观组织及织构的不同造成了两种工艺下Q460钢强韧性的差异。试验钢经两种工艺处理后的显微组织均为"铁素体+珠光体"的混合组织,但相比正火钢板,正火轧制钢板的1/4厚度处的珠光体片层间距明显较大,虽然两个样品的珠光体含量相当,但由于正火轧制钢板内储存了较多的畸变、位错等缺陷,导致正火轧制钢板的拉伸性能略高。正火轧制试样1/4和1/2厚度处的平均有效晶粒尺寸分别为7.43和9.18μm、正火试样1/4和1/2厚度处的平均有效晶粒尺寸分别为6.08和6.24μm,晶粒尺寸的不同是试样冲击性能差异的一个原因,织构类型及含量则是冲击性能差异的另一个原因。
2021年12期 v.42;No.258 102-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 19844K] [下载次数：292 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：313 ] - 穆永哲;贺甜甜;邵若男;郑晓猛;崔通;杜三明;张永振;
采用高温箱式电阻炉对退火态GCr15轴承钢进行了淬火和低温回火处理,采用光学显微镜、X射线衍射仪和洛氏硬度计对其经不同淬火保温时间处理后的显微组织、残留奥氏体含量和硬度进行了分析,并利用UMT-2摩擦磨损试验机在干摩擦条件下对GCr15钢进行滑动摩擦磨损试验,采用扫描电镜、能谱仪、三维形貌仪对其磨损率和磨损机制进行分析,研究淬火保温时间对GCr15轴承钢显微组织、力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:GCr15轴承钢经淬火和回火处理后的组织由回火马氏体、残留奥氏体和碳化物组成。随着淬火保温时间的延长,GCr15轴承钢的残留奥氏体含量和硬度均呈现先增加后减小的趋势,而碳化物平均尺寸先减小后增加,保温时间为60 min时,碳化物的数量急剧减少;淬火保温时间对GCr15轴承钢摩擦系数影响不大,保温40 min时磨损率最小,20 min时磨损最严重。磨痕表面粘着磨损与氧化磨损共存,保温40 min时,磨痕表面剥落坑相对较小,剥落最轻微。
2021年12期 v.42;No.258 109-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 10715K] [下载次数：1052 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：427 ] - 王梦丹;杜三明;贺甜甜;岳赟;张永振;
采用X射线衍射仪、扫描电镜、洛氏硬度计、摩擦磨损试验机等研究了不同温度(160、300和540℃)回火处理对淬火态M50钢的微观组织、硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明:经1090℃淬火后M50钢显微组织由马氏体、碳化物及残留奥氏体组成,硬度为64.5 HRC,残留奥氏体含量为18%;回火处理使M50钢组织中马氏体转变为回火马氏体,随着回火温度的升高,试验钢硬度先降低再升高,其中,300℃回火时试验钢的硬度较低,540℃回火出现二次硬化现象,硬度值较大,残留奥氏体含量较低约4%。摩擦磨损试验结果表明:540℃回火处理可以有效降低试验钢的摩擦系数和磨损率,其磨损机制为轻微磨粒磨损伴随粘着磨损。
2021年12期 v.42;No.258 117-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 11074K] [下载次数：663 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：480 ] - 储双杰;金鑫焱;钱洪卫;
以C-Mn-Si、C-Mn-Al-Cr和C-Mn-Cr-Si 3种成分体系的双相钢为研究对象,采用连续退火模拟试验研究了退火气氛露点对钢板表面合金元素选择性氧化的影响。使用辉光放电发射光谱分析了退火试样表面元素深度分布,使用扫描电镜观察了试样表面外氧化及截面内氧化形貌。结果表明,露点对3种成分体系的双相钢合金元素选择性氧化的影响趋势一致,即露点升高后,合金元素外氧化均减少,内氧化增加。Si、Al、Cr 3种合金元素对C、Mn含量基本相同的双相钢表面的选择性氧化有不同的影响。露点-40℃退火时,含Si的C-Mn双相钢中的Mn和Si元素会同时在次表层形成少量内氧化;含Al的C-Mn双相钢仅在次表层形成Al的内氧化,从而形成了更严重的Mn元素外氧化。但当露点达到0℃及以上时,含Al的C-Mn双相钢Mn元素外氧化更少,Cr元素和Mn元素的内外氧化趋势较相似。
2021年12期 v.42;No.258 124-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 18826K] [下载次数：307 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：212 ]
- 吴晗;舒林森;
采用激光熔覆技术在40Cr钢表面制备了MoS_2+FeCrNiSi复合涂层,使用超景深显微镜、显微硬度计及摩擦磨损试验机等研究了不同激光功率对MoS_2+FeCrNiSi复合涂层形貌、显微组织、硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明:激光功率为2400 W时制备的复合涂层的宏观形貌最好,涂层表面连续且平整;涂层的稀释率随着激光功率的增加先减小后增加;复合涂层的组织由树枝晶、柱状晶、胞状晶和胞状树枝晶组成。随着激光功率的增加,涂层显微硬度逐渐升高。当激光功率为2700 W时,涂层的硬度最高可达754.7 HV0.5,是基体硬度的3.6倍。当激光功率处于2100～2700 W之间时,随着激光功率增加,涂层平均摩擦系数和磨损量均显著降低,2700 W时所制备的涂层耐磨性最佳。
2021年12期 v.42;No.258 134-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 20743K] [下载次数：404 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：280 ] - 舒鑫;刘洋赈;曾大海;李卫;
通过在石墨表面镀铜预处理获得Cu包覆的石墨粉末,并以电解铜粉、鳞片石墨粉和Cu包覆石墨粉末为原料,利用ZT-40-20Y真空热压烧结炉制备了鳞片石墨-铜和镀铜石墨-铜复合材料,随后在不同载荷(5、7、9和11 N)下对复合材料进行往复摩擦磨损试验,研究两种复合材料的微观结构、力学性能和不同载荷下的摩擦磨损性能。结果表明:在相同的制备条件下,镀铜石墨有效地改善了镀铜石墨-铜复合材料中C、Cu之间润湿性的问题,使得其致密度、硬度显著提高;在相同的摩擦条件下,镀铜石墨-铜复合材料平均摩擦系数略有提高、而磨损率显著降低,表现出优良的耐摩擦磨损性能;在不同载荷下的往复摩擦试验中,鳞片石墨-铜复合材料主要磨损机制为磨粒磨损、剥落磨损和粘着磨损;而镀铜石墨-铜复合材料主要的磨损机制为磨粒磨损和少量剥落磨损。
2021年12期 v.42;No.258 142-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 16907K] [下载次数：425 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：248 ] - 黄本生;陈灵芝;吴松松;王水波;郑建能;
利用高频感应熔覆技术在35CrMo钢表面制备CeO_2改性镍基自润滑复合涂层。借助光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等研究了不同CeO_2含量对涂层微观组织、硬度、耐磨性和耐蚀性的影响,并分析了磨损机制。结果表明:适量CeO_2可改善复合涂层的组织、细化晶粒、减少缺陷。复合涂层主要物相为γ-Ni、Cr_(23)C_6、TiB_2和h-BN等。随着CeO_2含量增加,复合涂层的硬度、耐磨性和耐蚀性均先增加后降低。添加2 mass%CeO_2后,复合涂层的硬度最大,为711.1 HV0.2,摩擦系数和磨损量均最小,分别为0.39和43.2 mg,其磨损机制为粘着磨损和轻微的磨粒磨损。当CeO_2含量为1 mass%时,复合涂层的自腐蚀电位为-0.34187 V,自腐蚀电流密度为5.4μA/cm~2,耐蚀性最佳。
2021年12期 v.42;No.258 151-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 6057K] [下载次数：293 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：233 ] - 林尽染;
利用高速电弧喷涂技术在Q235钢表面制备了FeNiCrBSiNbW非晶涂层,随后对其进行了不同温度的热处理,采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、差示扫描量热仪、电子万能试验机、显微硬度计、纳米压痕仪和磁致伸缩空蚀仪等研究了不同温度热处理对涂层的组织结构、力学性能和空蚀行为的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,FeNiCrBSiNbW非晶涂层的非晶相含量、孔隙率、结合强度与断裂韧性逐渐降低,硬度与弹性模量逐渐增大,涂层在蒸馏水中的抗空蚀性能逐渐下降;喷涂态涂层的空蚀失效形式主要是片层状的脆性剥落。
2021年12期 v.42;No.258 159-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 11012K] [下载次数：355 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：215 ]